電子風竟是令金星海洋消失的元凶? 將成為尋找宜居星球線索

電子風竟是令金星海洋消失的元凶? 將成為尋找宜居星球線索

我們想讓你知道的是

散發強烈紫外線的恆星和擁有強大電子風的行星,都難以成為宜居星球,如此一來,所謂的「宜居帶」,範圍又可能比想像中窄和遙遠了。

金星被譽為地球的孿生姊妹,無論是大小、引力都同地球相似,而且,在遙遠的過去,金星很可能曾經擁有海洋。科學家發現,電子風(electric wind)能夠把金星大氣的水份抽走,可能解開金星海洋消失之謎。

這次是由美國太空總署NASA資助的歐洲太空總署探測金星計劃發現,並已刊於Geophysical Research Letters。科學家Glyn Collinson形容,這是一項令人震驚的發現:「我們做夢也沒想過電子風如此強勁,能夠把大氣中的氧吸走到太空。當我們在星際探索人類宜居星球時,這一點必須列入檢視清單。」

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Photo Credit: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab, Brian Monroe
NASA製作金星相對地球說明圖:金星平均表面溫度為華氏864度,地球是57度(烤薄餅要700-800度)。金星的重力大約是地球的91%。

金星的表面溫度高達攝氏460度,但科學家相信,在很久以前,那兒曾被某種形式的大片海洋覆蓋,而高溫則令「海洋」蒸發。金星的大氣比地球濃厚得多,大氣壓相當於地球的近100倍,但大氣中的水卻比地球大氣層的水少1萬到10萬倍,所以一定有些東西令水份消失。

科學家原本推想是太陽風侵蝕金星大氣外層的氧和水,現在卻發現另有元凶。「我們以為只是區區電子風,其實像個大怪物,把金星的水都吸走。」Collinson說。

正如每個星球都有重力場,擁有大氣層的星球,相信都被微弱電場包圍,重力場牽引大氣層,而電場卻是相反的力量。

科學家探測到金星的電場強大,足以戰勝重力場的牽引,把較重的氧離子帶到太空。當水份子升至大氣外層,太陽光會把水(H2O,由氫、氧兩種元素組成)的氫離子和氧離子分開,再由電場把它們帶到太空,透過探測其速度,科學家估算金星的電場比地球強大5-10倍。這可能是因為金星較接近太陽,所接收的紫外線是地球的兩倍。

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Photo Credit: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab, Brian Monroe
地球大氣主要成份為氮(78%)和氧(21%)。金星大氣主要成份為二氧化碳(96.5%)。地球電場強度少於2v,金星是10v(一般電池1.5v)。

除了金星之外,科學家也嘗試探測火星的電子風,以了解火星的大氣和水消逝的原因。

人類已展開尋找宜居星球之旅,在評估星球的大小、溫度、重力、是否有水有大氣層等條件之外,現在又多了一項:評估恆星散發的紫外線及相關行星的電子風,而即使是微弱的電子風,也會扮演傳送帶的角色,把離子帶到大氣的電離層(ionosphere),再由其他因素,如太陽風把它們帶走。

換言之,任何散發強烈紫外線的恆星和擁有強大電子風的行星,都難以成為宜居星球,如此一來,所謂的「宜居帶」,範圍又可能比想像中窄和遙遠了。

以下是NASA製作的2分半短片,解釋了電場、電子風的影響力: